網(wǎng)絡(luò)課件-ip地址劃分IP地址基本概念與分類私有IP地址與公有IP地址子網(wǎng)掩碼原理及應(yīng)用CIDR無類別域間路由技術(shù)VLAN虛擬局域網(wǎng)技術(shù)總結(jié)與展望IP地址基本概念與分類01IP地址（InternetProtocolAddress）是指互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確傳輸?shù)侥繕?biāo)設(shè)備。IP地址定義在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，IP地址相當(dāng)于設(shè)備的“門牌號”，具有唯一性，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。IP地址作用IP地址定義及作用IPv4地址長度為32位，而IPv6地址長度為128位。IPv4地址以點(diǎn)分十進(jìn)制表示，而IPv6地址以冒號十六進(jìn)制表示。IPv4與IPv6區(qū)別與聯(lián)系地址表示方式不同地址長度不同配置方式不同：IPv4地址配置相對簡單，而IPv6地址配置更加復(fù)雜，支持無狀態(tài)地址自動(dòng)配置（SLAAC）等機(jī)制。IPv4與IPv6區(qū)別與聯(lián)系均為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址IPv4和IPv6都是用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址。均遵循TCP/IP協(xié)議棧IPv4和IPv6都遵循TCP/IP協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。IPv4與IPv6區(qū)別與聯(lián)系范圍1.0.0.0-126.0.0.0特點(diǎn)首位以0開頭，網(wǎng)絡(luò)號占8位，主機(jī)號占24位，支持大量主機(jī)但網(wǎng)絡(luò)數(shù)量較少。IP地址分類及特點(diǎn)128.0.0.0-191.255.0.0范圍前兩位以10開頭，網(wǎng)絡(luò)號占16位，主機(jī)號占16位，支持中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)數(shù)量。特點(diǎn)IP地址分類及特點(diǎn)范圍192.0.0.0-223.255.255.0特點(diǎn)前三位以110開頭，網(wǎng)絡(luò)號占24位，主機(jī)號占8位，適用于小型網(wǎng)絡(luò)和大量主機(jī)。IP地址分類及特點(diǎn)私有IP地址與公有IP地址0210.0.0.0-10.255.255.255A類172.16.0.0-172.31.255.255B類私有IP地址范圍及使用場景C類：192.168.0.0-192.168.255.255私有IP地址范圍及使用場景私有IP地址范圍及使用場景局域網(wǎng)內(nèi)部通信私有IP地址主要用于局域網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備之間的通信，無需與互聯(lián)網(wǎng)直接連接。節(jié)約公網(wǎng)IP資源由于公網(wǎng)IP地址數(shù)量有限，使用私有IP地址可以節(jié)約公網(wǎng)IP資源，降低網(wǎng)絡(luò)成本。公有IP地址獲取方式和管理機(jī)構(gòu)用戶可以向當(dāng)?shù)豂SP（InternetServiceProvider，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商）申請公有IP地址。向ISP申請?jiān)诰钟蚓W(wǎng)中使用私有IP地址，通過NAT（NetworkAddressTranslation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）技術(shù)將私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有IP地址進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪問。通過NAT轉(zhuǎn)換IANA（InternetAssignedNumb…負(fù)責(zé)全球IP地址資源的分配和管理。要點(diǎn)一要點(diǎn)二RIRs（RegionalInternetRegi…負(fù)責(zé)各自區(qū)域內(nèi)的IP地址分配和管理，包括ARIN、APNIC、RIPENCC和LACNIC等。公有IP地址獲取方式和管理機(jī)構(gòu)私有IP與公有IP轉(zhuǎn)換方法動(dòng)態(tài)NAT：通過配置NAT池（一組公有IP地址），動(dòng)態(tài)地為局域網(wǎng)內(nèi)的私有IP地址分配公有IP地址。適用于大量且動(dòng)態(tài)的私有IP地址轉(zhuǎn)換需求。靜態(tài)NAT：手動(dòng)配置NAT轉(zhuǎn)換規(guī)則，將特定的私有IP地址映射到公有IP地址。適用于固定且少量的私有IP地址轉(zhuǎn)換需求。PAT（PortAddressTranslation，端口地址轉(zhuǎn)換）：也稱為NAPT（NetworkAddressandPortTranslation，網(wǎng)絡(luò)地址和端口轉(zhuǎn)換）。通過修改數(shù)據(jù)包的源端口號，實(shí)現(xiàn)多個(gè)私有IP地址共享一個(gè)公有IP地址進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪問。適用于局域網(wǎng)內(nèi)大量設(shè)備需要訪問互聯(lián)網(wǎng)的場景。子網(wǎng)掩碼原理及應(yīng)用03

子網(wǎng)掩碼概念及作用子網(wǎng)掩碼定義子網(wǎng)掩碼（SubnetMask）是一個(gè)32位的地址掩碼，用于屏蔽IP地址的一部分，以區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。劃分網(wǎng)絡(luò)通過子網(wǎng)掩碼，可以將一個(gè)大的IP網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)小的子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的層次化管理和提高網(wǎng)絡(luò)性能。區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址子網(wǎng)掩碼用于確定IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分，從而確保數(shù)據(jù)能夠正確路由到目標(biāo)主機(jī)?；居?jì)算步驟1.將IP地址和子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制格式。2.對IP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行按位與運(yùn)算，得到網(wǎng)絡(luò)地址。子網(wǎng)掩碼計(jì)算方法舉例VS假設(shè)有一個(gè)IP地址為192.168.1.5，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制格式IP地址為11000000.10101000.00000001.00000101，子網(wǎng)掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000。舉例子網(wǎng)掩碼計(jì)算方法舉例得到網(wǎng)絡(luò)地址為11000000.10101000.00000001.00000000，即192.168.1.0。由于子網(wǎng)掩碼的最后8位為0，表示該子網(wǎng)有256個(gè)地址，其中網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址不可用，因此可用主機(jī)數(shù)為256-2=254。按位與運(yùn)算可用主機(jī)數(shù)計(jì)算子網(wǎng)掩碼計(jì)算方法舉例010203路由轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)數(shù)據(jù)需要從一個(gè)子網(wǎng)發(fā)送到另一個(gè)子網(wǎng)時(shí)，路由器會(huì)根據(jù)目標(biāo)IP地址和子網(wǎng)掩碼判斷目標(biāo)主機(jī)是否在同一子網(wǎng)內(nèi)。如果不在同一子網(wǎng)內(nèi)，路由器會(huì)根據(jù)路由表將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的下一跳路由器，直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目標(biāo)子網(wǎng)。ARP協(xié)議當(dāng)主機(jī)需要與同一子網(wǎng)內(nèi)的其他主機(jī)通信時(shí)，會(huì)使用ARP（AddressResolutionProtocol）協(xié)議解析目標(biāo)主機(jī)的MAC地址。主機(jī)發(fā)送ARP請求廣播到整個(gè)子網(wǎng)，目標(biāo)主機(jī)收到請求后會(huì)回復(fù)其MAC地址。網(wǎng)關(guān)的作用網(wǎng)關(guān)（Gateway）是連接不同子網(wǎng)的設(shè)備，通常是一個(gè)路由器。當(dāng)主機(jī)需要與不同子網(wǎng)的主機(jī)通信時(shí)，會(huì)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包路由到目標(biāo)子網(wǎng)。不同子網(wǎng)間通信實(shí)現(xiàn)過程CIDR無類別域間路由技術(shù)04概念：CIDR（ClasslessInter-DomainRouting，無類別域間路由）是一個(gè)在IP地址分配和路由表中進(jìn)行子網(wǎng)劃分的方法，旨在解決傳統(tǒng)分類IP地址（A、B、C類）造成的IP地址浪費(fèi)和路由表膨脹問題。優(yōu)勢提高了IP地址的利用率，減少了IP地址的浪費(fèi)。簡化了路由表，提高了路由效率。實(shí)現(xiàn)了不同網(wǎng)絡(luò)之間的靈活互連。0102030405CIDR概念及優(yōu)勢CIDR表示方法是在IP地址后面加上一個(gè)斜杠“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)（即子網(wǎng)掩碼中1的個(gè)數(shù)）。例如，192.168.1.0/24表示這個(gè)IP地址所在的網(wǎng)絡(luò)前綴為24位。CIDR表示方法中的網(wǎng)絡(luò)前綴長度可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)了IP地址的靈活劃分和子網(wǎng)大小的靈活調(diào)整。CIDR表示方法超網(wǎng)合并策略010203超網(wǎng)合并是指將多個(gè)小的子網(wǎng)合并成一個(gè)大的子網(wǎng)，以減少路由表中的條目數(shù)量，提高路由效率。超網(wǎng)合并策略的實(shí)現(xiàn)方法是將多個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)前綴進(jìn)行匯總，形成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)前綴，然后將這個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)前綴通告給路由器。路由器在接收到這個(gè)匯總后的網(wǎng)絡(luò)前綴后，會(huì)將其加入到路由表中，從而實(shí)現(xiàn)對多個(gè)子網(wǎng)的合并路由。在進(jìn)行超網(wǎng)合并時(shí)，需要注意合并后的子網(wǎng)掩碼長度不能超過原始子網(wǎng)掩碼長度的最大值，否則可能會(huì)導(dǎo)致IP地址的浪費(fèi)和路由錯(cuò)誤。VLAN虛擬局域網(wǎng)技術(shù)05VLAN定義和優(yōu)勢定義VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虛擬局域網(wǎng)，是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段的技術(shù)。靈活性不受物理位置的限制，可以根據(jù)需要靈活劃分和調(diào)整。安全性不同VLAN之間的通信需要經(jīng)過路由器或交換機(jī)，提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。簡化網(wǎng)絡(luò)管理通過將設(shè)備劃分到不同的VLAN中，可以簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性。根據(jù)交換機(jī)的端口來劃分VLAN，將指定端口加入到相應(yīng)的VLAN中?；诙丝趧澐指鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類型來劃分VLAN，例如將使用TCP協(xié)議的設(shè)備劃分到一個(gè)VLAN，使用UDP協(xié)議的設(shè)備劃分到另一個(gè)VLAN?；趨f(xié)議劃分根據(jù)設(shè)備的MAC地址來劃分VLAN，具有相同MAC地址前綴的設(shè)備將被劃分到同一VLAN中?；贛AC地址劃分根據(jù)設(shè)備的IP地址來劃分VLAN，具有相同IP地址段的設(shè)備將被劃分到同一VLAN中?；贗P地址劃分VLAN劃分方法實(shí)例描述：假設(shè)有兩個(gè)VLAN，分別為VLAN10和VLAN20，需要通過路由器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)VLAN之間的通信。VLAN間路由配置實(shí)例123配置步驟1.在交換機(jī)上創(chuàng)建VLAN10和VLAN20，并將相應(yīng)的端口加入到這兩個(gè)VLAN中。2.將路由器的一個(gè)物理接口劃分為兩個(gè)子接口，分別對應(yīng)VLAN10和VLAN20。VLAN間路由配置實(shí)例VLAN間路由配置實(shí)例3.在路由器上配置子接口的IP地址和封裝類型（一般為802.1Q）。024.在路由器上啟用IP路由功能，并配置靜態(tài)路由或動(dòng)態(tài)路由協(xié)議以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)VLAN之間的路由。035.在交換機(jī)上配置與路由器相連的端口為Trunk模式，并允許VLAN10和VLAN20的數(shù)據(jù)通過。01總結(jié)與展望06CIDR表示法CIDR表示法即無類別域間路由表示法，用于表示IP地址和子網(wǎng)掩碼的組合。子網(wǎng)掩碼的作用子網(wǎng)掩碼用于劃分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，確定子網(wǎng)的規(guī)模。IP地址的分類IP地址分為A、B、C、D、E五類，其中A、B、C類為常用地址，D類用于多播，E類保留未用。IP地址的基本概念I(lǐng)P地址是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址的簡稱，用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，具有唯一性。IP地址的組成IP地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成，通常分為4個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)之間用點(diǎn)號分隔。關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)回顧在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中，需要根據(jù)部門、業(yè)務(wù)等需求合理規(guī)劃IP地址，實(shí)現(xiàn)不同部門之間的網(wǎng)絡(luò)隔離和訪問控制。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃校園網(wǎng)通常需要為大量學(xué)生和老師分配IP地址，因此需要合理規(guī)劃IP地址段，避免地址沖突和浪費(fèi)。校園網(wǎng)IP地址規(guī)劃數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)具有高帶寬、低延時(shí)的特點(diǎn)，需要合理規(guī)劃IP地址和路由，確保數(shù)據(jù)的快速傳輸和備份。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用案例分析IPv6的普及隨著IPv4地址資源的枯竭，IPv6將成為未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。IPv6具有更大的地址空間和更高的安全性。軟件定義網(wǎng)絡(luò)